Parceria Inmetro/Nist na Área de Biocombustíveis

Transcrição

1 Parceria Inmetro/Nist na Área de Biocombustíveis V Seminário Rio Metrologia Rio de Janeiro, 22 de agosto de 2007 Humberto S. Brandi Diretor de Metrologia Científica e Industrial Inmetro

2 Histórico INMETRO & NIST negociam acordo de cooperação em Metrologia e Padrões para Biocombustíveis, conforme primeira reunião do US-Brazil Commercial Dialogue, entre o Secretário Gutierrez e o Ministro Furlan em 06 de Junho de 2006, e a reunião US-Brazil Ministerial Joint Commission em 21 de Julho de 2006

3 THE U.S. BRAZIL M INISTERIAL LEVEL JOINT C O M M ISSIO N M E E TIN G O N SC IE N TIFIC AN D TECHNOLOGICAL COOPERATION July 21, 2006 Washington, DC U.S. Brazil Joint Statement Measurement Standards and Technology The U.S.-B razil JC M acknowledged the long history of cooperation between the U nited States and B razil in the area of the m easurement sciences. The JCM confirmed the importance of cooperation in the fields of metrology and standards and welcomed the report on the activities agreed to by the National Institute for Standards and Technology (NIST) and the National Institute of Metrology, Standardization and Industrial Quality (INMETRO) under the Science and Technology Agreement between the Government of Brazil and the Government of the United States and under the U.S.-Brazil Commercial Dialogue in measurement standards. It n ote d th e m u tu a lly a gre e d d e s ire for fu tu re colla b ora tion in th e a re a s of n a n os ca le s cie n ce, postdoctoral exchanges, and measurement standards in high-priority areas such as biofuels and nano-materials. The JC M recognized and encouraged expanded cooperation in standards and m etrology activities that im pact innovation and com petitiveness and support econom ic growth and developm ent, including in nanotechnology and biofuels

4 Objetivo Principal Prover um fórum para que organizações dos setores privado e público, de EUA e Brasil, possam compartilhar suas experiências e identificar questões relativas a medidas e padrões que possam vir a impor barreiras sobre a mudança do petróleo para biocombustíveis.

5 Líderes Oficiais dos Grupos: Prof. Dr. João Jornada Presidente do Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial, INMETRO Dr. Hratch Semerjian Cientista Chefe do National Institute of Standards and Technology NIST

6 Parceiros envolvidos Governo: INMETRO/MDIC, DOC/NIST, outras instituições brasileiras e outras agências do EUA, como DOE, USDA e EPA. Setor Privado: ANSI, ASTM, ABNT.

7 Resultados Esperados Revisar inconsistências entre normas da ABNT (brasileira), EN (européia), ASTM (americana) e ISO, tanto em termos de especificações quando de condições de medida; Melhor definição de mensurandos relevantes para determinação da qualidade do combustível e seu impacto sobre o desempenho de materiais; Desenvolvimento de novos métodos de medição baseados em desempenho; Desenvolvimento de novos Materiais de Referência Certificados (MRC) para assegurar a exatidão das medições utilizadas para caracterizar biocombustíveis. Programa de pós-doutoramento NIST/Inmetro-2 o semestre Série de Video Conferências

8 Video Conferências Série de video conferências envolvendo o setor público e privado para aumentar o intercâmbio de informações e a cooperação entre Brasil e EUA em padronização, avaliação da conformidade e normas técnicas visando a redução de barreiras técnicas. Objetivos Juntar atores representativos dos setores público e privado com o objetivo de ampliar o conhecimento dos sistemas de cada país em padronização e regulamentação. Maior participação pode resultar em menornúmero de instâncias onde padrões or normas servem como barreiras não tarifárias. Tratar cooperativamente de temas antes que problemas comerciais possam ocorrer. Resultados Esperados Entender melhor, padrões, normas, regulamentos, avaliação da conformdade e estrutura regulátoria dos dois países, seus processos e atores. Entender e discutir as perspectivas e desenvolvimentos para a padronização e normalização em setores específicos dos dois países. Indentificar nova áreas para participação e cooperação em padronização e normalização. Realizadas 22/08/2006(Regulamentos); 07/12/2006 (Padrões e normas); 20/07/2007(Avaliação da Conformidade)

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10 Tipos de Atividades /Recomendações para esforço conjunto: Revisão de especificações para biocombustíveis como commodities Pequenos grupos para avaliar tópicos e relatar na próxima reunião; a relevância de vários mensurandos /analitos/propriedades é parte muito importante da discussão. Pesquisa sobre materiais, dados e tecnologia de ensaio (NIST/INMETRO) Pequeno grupo de especialistas para identificar questões referentes a materiais relevantes e apresentar conclusões na próxima reunião, como alvo de potencial pesquisa cooperativa. Métodos de Referência e MRC (NIST/INMETRO) Desenvolvimento e avaliação crítica de métodos de ordem maior e MRC para verificar as medidas de acordo com as especificações (NMIs) Avaliação crítica dos métodos a serem utilizados para avaliar o atendimento às especificações. Dados de Propriedade Termofísica (NIST/INMETRO) Felix Silva da Copersucar resumiu a visão da indústria com relação às questões metrológicas. Padronizar as unidades e a temperatura utilizadas em todas as especificações pertinentes. Trabalhar nos métodos existentes para verificar se são aplicáveis ao etanol hidratado anidro. Tentar adotar um único método para cada quantidade desejável. Por exemplo, a ASTM possui três métodos diferentes para enxofre. Procurar por métodos mais simples que tenham ampla aplicabilidade. Possuir entendimento sobre a repetibilidade e exatidão dos vários métodos. Avaliar as especificações que estão sendo utilizadas nos diversos países, por ex, EUA, Europa, Japão, etc. Items de Ação: Formar pequeno grupo para analisar as apresentações do Workshop e ver quais os MRC necessários, e circular a lista para todo o grupo. Planejar uma segunda reunião nos EUA, próximo a algum evento já existente para minimizar custos de deslocamento. Planejar um Dia de Tecnologia Brasileira no NIST com foco em biocombustíveis.

11 Workshop sobre Biocombustíveis Measurements and Standards for Biofuels: Enabling a Transition from Petroleum as a Vehicular Energy Source. 14 e 15 de Setembro, 2006 no Rio de Janeiro 44 Participantes do Governo dos EUA e do Brasil 2 EUA,13 Brasil: Instituições Governamentais e 1 EUA, 3 Brasil: Instituições Privadas

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16 Task Forces on Bioethanol and Biodiesel The aim of the Bioethanol and Biodiesel Task Forces is to review existing documentary standards and identify areas where greater compatibility can be achieved in the short and long term. Objectives The objective of the Task Forces is to collect and analyse existing standards on pure bioethanol and biodiesel developed by ABNT, ASTM, and CEN and prepare a White Paper that identifies: a) a list of specifications 1 that are very similar or for which an agreement can be reached easily, and recommend proposed values; b) a list of specifications 1 that have differences in their values but are considered to be bridgeable after extensive discussions and exchange of information amongst the experts; the need for additional performance data and testing that may be required to justify differences or changes in specifications. The task force will either recommend proposed values for those specifications for which an agreement was reached, or recommend an action plan needed to reach an agreement. c) a list of specifications 1 that are either covered by law or other regulations, or those specifications that are too different to be deemed bridgeable in the foreseeable future. 1 Specifications refer to individual parameters, their values and related test methods

17 Membership The members of the Task Forces are nominated by ABNT, ASTM, and CEN but they act on their own personal capacity. Representatives from China, India and South Africa, members of the International Biofuels Forum (IBF), will be invited to contribute through the IBF. Follow up The Task Force plans to submit the White Paper to the Brazilian, EC and US authorities by 31 December The White Paper will also be transmitted to the International Biofuels Forum. After the submission of the White Paper, the members of the Task Force, subject to the approval of the US, Brazil and EC authorities, will decide whether it serves any purpose to continue the operation of the Task Force.

18 Issues addressed 1. Nomination of Brazil, EC and US representation. These are Mr. Simões, Mr. Maniatis and Mr. Semerjian, 2. Nomination of Brazil, EU and US Task Force Leaders for Ethanol Task Force (ETF) and Biodiesel Task Force (BTF). US and Brazil Task Force leaders and their experts (max 5) will be nominated by July 15 th 2007 through their representatives; EU has already submitted their nominations. 3. Nomination of Brazil, EU and US Task Force members for ETF & BTF. See (2) above 4. Need to decide who holds the pen per Task force. Each Task Force will decide on the provision of the secretariat. It may be provided by the standardisation organisations involved. 5. Principle of cooperation will be consensus by all parties. Agreed. 6. Each TF should address the issue of how to present the result/outcome to the standardisation organisations. This has to be done simultaneously. Agreed. 7. Each government representative should address the issue of how to present the result/outcome to its administration.

19 PRINCIPAIS PERSPECTIVAS Máquinas e equipamentos Meio ambiente e bemestar humano Biocombustíveis Conteúdo Energético

20 Atividades Prévias Painéis Álcool Combustível - Out/03 Biodiesel - Nov/05 EUA-Brasil Workshop on Standard for Biofuels Set/06 Estratégias de C&T para Biocombustíveis - Out/06 Resultados: Pesquisa sobre as necessidades Interação com comunidade de C&T e Governo Apoio à Padronização Atividades de Acreditação de Laboratórios Parceria com NIST/EUA no âmbito do Mecanismo de Consultas entre o Ministério dó Desenvolvimento, Indústria e Comércio do Brasil (MDIC) e o Departamento de Comércio dos EUA (DoC)

21 Linhas gerais de produtos e serviços relacionados a biocombustíveis Produção de Materiais de Referência Certificados (MRC) com aceitação internacional Desenvolvimento de Procedimentos Analíticos Conhecimento Científico e Tecnológico Programas de Ensaios de Proficiência para garantir a uma confiável rede de Laboratórios de Calibração no país Atividades de Treinamento Apoio à indústria e ao governo Apoio às atividades de Padronização, Regulamentação e Avaliação da Conformidade

22 Álcool combustível Material de Referência Certificado HOMOGENEIDADE ESTABILIDADE CARACTERIZAÇÃO CURTA DURAÇÃO Temperatura : 40 C Tempo : 2 meses Temperatura : 20 C Tempo : 6 meses LONGA DURAÇÃO Temperatura : 20 C Tempo : 12 meses Temperatura : 4 C Tempo : 24 meses

23 Inmetro e Biocombustíveis Biodiesel Características Químicas FTIR UV-VIS RAMAN Raio-X Difração e Fluorescência DSC TGA/DTA-SM Rehometer SEM AFM RAMAN Testes de Imersão Tribômetros Motores e Sistemas Fisioquímica Termofísica Interação e Tribologia Funcionalidade Biodiesel Características Químicas Pureza, Viscosidade Estabilidade Térmica Decomposição Oxidação Conteúdo Particulado Mudanças na Superfície Lubrificação Fricção e Wear Performance Durabilidade Conteúdo Particulado Efeitos no meio-ambiente

24 Atividades em desenvolvimento Desenvolvimento de MRC pelo INMETRO: Etanol Combustível HIDRATADO ANIDRO

25 MRC para Etanol Agosto após diversas reuniões com o setor, o Inmetro iniciou estudos para desenvolver MRC para etanol hidratado e anidro. Foi acordado que, inicialmente, os parâmetro mais relevantes seriam: ph, condutividade, massa específica, conteúdo de água, conteúdo de álcool. Setembro inclusão dos parâmetros acidez e cobre. Dezembro produção de MRC para os primeiros 5 parâmetros. Abril MRC enviados ao NIST para comparação

26 Atividades em andamento ÁLCOOL COMBUSTÍVEL ANIDRO ALGUMAS ESPECIFICAÇÕES: ANP* N 36-07/12/2005 CONTEÚDO DE ÁGUA CONTEÚDO DE ÁLCOOL ACIDEZ PARÂMETROS CONTEÚDO DE COBRE Estudo finalizado Em andamento phe * Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis CONDUTIVIDADE DENSIDADE

27 Atividades em andamento ÁLCOOL COMBUSTÍVEL HIDRATADO ALGUMAS ESPECIFICAÇÕES: ANP* N 36-07/12/2005 CONTEÚDO DE ÁGUA CONTEÚDO DE ÁLCOOL ACIDEZ PARÂMETROS CONTEÚDO DE COBRE Estudo finalizado Em andamento ph CONDUTIVIDADE DENSIDADE

28 ETANOL COMBUSTÍVEL ANIDRO/ HIDRATADO MÉTODOS DE CERTIFICAÇÃO DE ALGUNS PARÂMETROS Estudos Concluídos: - CONTEÚDO DE ÁGUA: Karl Fischer Coulometric Titration - CONDUTIVIDADE: Medidor de Condutividade; estabelecimento de Método Primário - DENSIDADE: Medidor Digital de Densidade Em andamento: - ACIDEZ: Potentiometric Titration; preparação gravimétrica e controle de pureza de sal - CONTEÚDO DE ÁLCOOL: GC-FID (Gas Chromatography Flame Ionization Detector) e DSC (Differential Scanning Calorimetry) - COBRE: Espectrometria de Absorção Atômica e Isotope Dilution Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry - phe: medidor de ph (ASTM D ) - ph: medidor de ph (ASTM D and ABNT NBR 10891; rastreabilidade assegurada pelo Método Primário de ph) Esquema de Ensaio de Proficiência de Emissões Veiculares (gasolina) Único da América do Sul

29 Atividades em andamento BIODIESEL ESPECIFICAÇÕES EM ESTUDO NO INMETRO DENSIDADE (NBR e ASTM D4052) VISCOSIDADE KINEMÁTICA (NBR e ASTM D445/04) PARÂMETROS NÚMERO DE CETANO (ASTM D 613)

30 Atividades em andamento Apoio às Atividades do Comitê ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) - gases combustíveis, álcool e biodiesel ANP solicitou à ABNT a revisão das normas para determinação de ph, de condutividade elétrica, de densidade, acidez total do álcool combustível e o desenvolvimento de normas para biodiesel IBP - lubrificantes, gasolina e biodiesel ISO/REMCO - materiais de referência (Representante ABNT) Parceria NIST - EUA PTB - Alemanha BAM - Alemanha Centro Técnico Canavieiro (CTC Piracicaba) Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP) Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-RIO) Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)

31 Atividades em andamento A importância do MRC para os laboratórios Rastreabilidade e confiança na medição Atender às especificações para exportação Validação de métodos usados Calibração de Equipamentos e controle da qualidade Desempenho dos Laboratórios em Ensaios de Proficiência

32 Infra-estrutura e novas atividades Laboratórios rios de Motores e Combustíveis Efeitos sobre máquinas m e equipamentos Dinamometric Workbench: Desempenho de motores dirigidos por diesel/biodiesel para avaliar os seguintes parâmetros: emissões, poder, desgaste, consumo, CRF-M MOTOR n ú mero de octanos,, nún mero de cetanos Esquema de Ensaios de Proficiência Avaliar as capacidades dos laboratórios e validar metodologias para álcool combustível hidratado e anidro, e biodiesel Avaliar as capacidades dos laboratórios e validar metodologias para emissão de veículos que utilizem biodiesel

33 Infra-estrutura e novas atividades ESTUDO SOBRE PARÂMETROS METROLÓGICOS PARA CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAIS DE BIOCOMBUSTÍVEIS

34 Projeto de Biodiesel em Materiais: Medindo o desempenho de biodiesel e misturas com petrodiesel Materiais de Teste Condições do Combustí vel B iodiesel- m isturas de diesel em diversas com posições 0% -2% -5% -20% -50% -100% B iodiesel degradado M echanically (p ós-com bu stão) Termicamente B iodiesel contam inado com água e fuligem O que medir Como testar Como medir Partessólid as em contato com biod iesel M etais B orrachas C erâmicas Comportamento Térmico de combustíveis Furnace Calorímetro Differential scanning calorimetry FT-IR & UV-VIS & Raman Spectroscopy Interação Combustível-Partes Imersão Tribológico Motores e bombas Microscópio: Ótico-Eletrônico-Atômico-Transmissão Raman Spectroscopy Profilometry

35 Estudo Comparativo: identificando diferenças (1) Dentre biodiesel de diversas fontes castor x soja x rapeseed x algodão Temperaturas de cristalização Degradação térmica Mudanças nas superfícies de metais após imersão em biodiesel (2) Biodiesel comercial x diesel Estabilidade térmica Aspectos químicos Mudanças nas superfícies de metais após imersão no combustível Desgaste e fricção de metais lubrificantes Estudos em andamento

36 Obrigado pela atenção ão!